[굿모닝충청 권성하 기자] KAIST 바이오및뇌공학과 조영호 교수 연구팀이 피부에서 발생하는 땀을 100% 내보내는 다공성 폴리머 유연소재와 제조공정 개발에 성공했다.
27일 KAIST에 따르면 조영호 교수 연구팀의 이번 기술은 인체에서 발생한 땀을 모두 발습(發濕)하지 못한 기존 피부부착형 유연 소재로 만든 웨어러블 기기의 단점을 획기적으로 보완했다는 평가다.
기존 제품들은 장기적로 부착 사용할 때 피부발진과 홍조를 유발하는 부작용이 나타났다.
연구팀이 새로 개발한 고발습 유연 소재와 제조공정 기술은 폴리머 소재 내에 미세공극(구멍)을 균일하게 형성해 높은 수분 투과도를 갖는다. 또 유연 소재 표면에 피부의 생리 신호를 감지할 수 있는 센서들을 제작할 수 있어 상시 착용이 가능한 피부부착형 패치 개발도 가능하다.
차별화된 기술력은 공극의 입자 크기와 얇은 박막 형성이다.
연구팀은 기존의 다공성 폴리머가 고형 입자의 크기와 분포가 균일하지 않다는 단점을 해결하기 위해 고형 입자 대신 구연산 용액을 폴리머에 혼합한 후 온도조절로 용액을 결정화해 작고 균일한 입자를 분리한 뒤 에탄올로 녹이는 방법을 개발했다.
연구 결과 공극 크기는 1/15로 줄이면서 균일도는 2배로 높이고, 스핀 코팅을 통해 21-300μm의 얇은 막을 가진 새로운 방식의 다공성 폴리머 유연 소재와 제조공정을 개발하는 데 성공했다.
새 제품은 피부에서 하루동안 발생하는 땀(432g/m2)의 1.8배에 달하는 수분 투과율(770g/m2)을 보였고, 피부에 장시간 부착해도 피부홍조나 발진이 생기지 않는다는 점도 실험으로 검증했다.
조영호 교수는 "이번 개발을 통해 피부부착형 웨어러블 소자의 착용 시간을 늘릴 수 있는 계기를 마련했다"며 "현재 고발습 유연 소재 박막 위에 인간의 생체신호를 측정할 수 있는 센서를 집적해 상시 착용이 가능한 반창고형 감정 측정 패치를 개발하고 있다"고 말했다.
KAIST 바이오및뇌공학과 윤성현 박사가 주도한 이번 연구는 국제학술지 네이처(Nature)의 자매지인 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)' 1월 13일자 온라인판에 게재됐다.
